Pomocí Machova – Zehnderova interferometru se zorným polem 200 mm, viz obr. 13-6 v kap. 13.4, byla zviditelňována teplotní pole v okolí samostatně rotujícího vyhřívaného disku o průměru 200 mm, v okolí dvou souběžně rotujících vyhřívaných disků o průměru 200 mm a v okolí soustavy dvou souběžně rotujících vyhřívaných disků o průměru 200 mm a stojícího neohřívaného disku téhož průměru, viz také lit. [3-3], [3-18].
Fotografie Machova - Zehnderova interferometru včetně zařízení pro pohon disků a zařízení pro počítačové snímání interferogramů je na obraze 1.
Obraz 1 Machův – Zehnderův interferometr při výzkumu přestupu tepla z rotujících disků
Na obraze 2 jsou příklady zviditelněných teplotních polí v okolí rotujících disků. Záznam interferogramů byl prováděn CCD kamerou do počítače. Měření byla prováděna při seřízení interferometru na konečnou šířku interferenčních proužků v referenční oblasti.
Obraz 2 Interferogramy teplotních polí u disků
Na levém interferogramu v obrazu 2 je teplotní pole u samostatného vyhřívaného disku při 20,5 otáčkách za sekundu. Na interferogramu uprostřed je teplotní pole v okolí dvou vyhřívaných souběžně rotujících disků při 24 otáčkách za sekundu. Na pravém interferogramu je teplotní pole ve štěrbinách mezi dvěma vyhřívanými disky rotujícími 16,3 otáčkami za sekundu a nevyhřívaným stojícím diskem. Osa rotace je horizontální a na prostředním a pravém obraze je v horní části zobrazena hřídel. Z interferogramů je patrná tloušťka tepelné mezní vrstvy na povrchu vyhřívaných disků. V okolí samostatného disku, v okolí dvojice rotujících disků a ve štěrbině mezi stojícím a rotujícím diskem je teplota rovna referenční teplotě. Ve štěrbině mezi dvěma rotujícími disky se teplota ve směru povrchu mění, jak je patrno z měnící se rozteče interferenčních proužků.
Z interferometrických záznamů lze vyhodnotit lokální a střední hodnoty přestupu tepla na povrchu vyhřívaných disků.
Další příklady
Video 1: Interferometrický záznam teplotního pole ve vzduchu v okolí dvou vyhřívaných rotujících disků a jednoho chladného stojícího disku. Disky rotují s frekvencí 2 otáčky za sekundu, teplota okolního prostředí je 20,9 °C a tlak vzduchu je 97130 Pa. V zorném poli je vidět teplotní pole v dolní části pod horizontální hřídelí. Z interferogramu jsou patrné tloušťky tepelných mezních vrstev na površích vyhřívaných disků a lze sledovat chování interferenčních proužků mezi disky.
Video 2: Interferometrický záznam teplotního pole ve vzduchu v okolí dvou vyhřívaných rotujících disků a jednoho chladného stojícího disku. Disky rotují s frekvencí 30 otáček za sekundu, teplota okolního prostředí je 20,9 °C a tlak vzduchu je 97130 Pa. V zorném poli je vidět teplotní pole v dolní části pod horizontální hřídelí. Z interferogramu jsou patrné tloušťky tepelných mezních vrstev na površích vyhřívaných disků. Interferenční proužky se ve směru od okraje disků k ose nejdříve zhušťují a pak opět roztahují, což ukazuje na vzrůst a pak pokles teploty. V oblasti největšího nárůstu teploty je teplotní pole značně nestabilní.
Pozn.: Výzkum byl prováděn na Odboru termomechaniky a techniky prostředí [6-12] v rámci projektu GAČR č. 101/94/1348 Interferometrický výzkum teplotních polí v transparentním prostředí a počítačové zpracování interferogramů. Řešitelé: E. Janotková, M. Pavelek a kol.